專利名稱:交互式設(shè)備的輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交互式設(shè)備的輸入裝置，尤指一種結(jié)合感測、控制與無線傳輸?shù)恼霞夹g(shù)，可提高使用的方便性，減少占用空間，同時能達成美觀效果的交互式設(shè)備的輸入裝置。
背景技術(shù)：
互動電視的觀念早在有線電視時期即已被提出，但受限于當(dāng)時的技術(shù)并無法真正地市場化，隨著科技進步，互動電視的基礎(chǔ)建設(shè)逐漸完成，并已于世界各大城市進行實驗性推廣階段，顧名思義，互動電視的特點在于可與收視者進行互動，或徹底顛覆傳統(tǒng)電視單向的訊息傳播模式。
互動電視與傳統(tǒng)電視的收視型態(tài)有幾個最不一樣的地方(1)參與感觀眾可于收看節(jié)目時上網(wǎng)發(fā)表評論，并于電視上實時播出，例如觀賞球賽的同時，收視者可實時投票預(yù)測下一球是由哪一隊踢進，且屏幕可立即顯示投票結(jié)果。
(2)選擇權(quán)一種近似隨選節(jié)目(Near Video On Demand)的服務(wù)，可按下任意隨選播放鍵，離座后可再回原點回放繼續(xù)收看節(jié)目，或可于任何時間預(yù)錄電視節(jié)目，并且編排成喜好的收視順序。
(3)多元化信息將信息做多元及多層次展現(xiàn)，可選擇所需信息，例如可以實時查詢當(dāng)?shù)貧庀螅蚩捎诨訌V告區(qū)搜尋表演者或球員的背景數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)均可立即呈現(xiàn)于屏幕上。
(4)游戲教育互動電視可以提供的，不只是游戲、教育性節(jié)目，而且是游戲、教育頻道，觀眾可以直接在電視上玩起互動多媒體游戲以及遠距上課。
(5)電視商務(wù)在未來的互動電視里，電視商務(wù)將以電視型錄的方式呈現(xiàn)。觀眾不但可以查詢，還可以透過遙控器進一步索取詳細內(nèi)容，甚至預(yù)約取貨時間。
為整合上述多元化功能，將個人計算機與數(shù)字電視整合將是未來的趨勢，然而，計算機與電視的整合設(shè)備必須配置鍵盤、鼠標(biāo)及遙控器等設(shè)備作為輸入裝置，以其方向按鍵或游戲桿控制坐標(biāo)移動，若能將鼠標(biāo)、鍵盤及遙控器的功能整合成單一輸入裝置，不但可提高使用的方便性，減少占用空間，同時也能達成美觀的效果。
針對專利而言，例如中華民國專利申請?zhí)柕?1211827號多功能遙控系統(tǒng)專利，將常用的家電(如電視、錄放機、冷氣、風(fēng)扇等)遙控功能整合于同一遙控器中，其目的在于使用上的方便及美觀，另如中華民國專利申請?zhí)柕赥W00538640具手握型應(yīng)用裝置的交互式電視應(yīng)用系統(tǒng)專利，則提出一種將遙控及存取功能整合至手機、PDA、電子書等手握式用品中的交互式電視應(yīng)用系統(tǒng)，使得手握式個人電子產(chǎn)品也能執(zhí)行交互式電視應(yīng)用功能；而國外專利方面，美國專利第US5898421號Gyroscopic pointer and method提出一種以指向式操作顯示器的移動對象的方法，該專利使用陀螺儀偵測空間中手部旋轉(zhuǎn)運動，將感測的角速度顯示成屏幕光標(biāo)的移動，然受到陀螺儀昂貴價格的限制，故缺乏產(chǎn)品競爭力，無法普及一般消費大眾，限制互動電視的推廣，而美國專利第US5926168號Remote pointers for interactive televisions則是應(yīng)用光線槍原理移動坐標(biāo)以達到指向遙控的功能，然而，光線槍移動坐標(biāo)的方式屬于不連續(xù)的單點跳躍顯示方式，該種方式較適用于射擊游戲而不符合慣用模式，因此市場接受度不高，因而也限制了互動電視的使用族群。
另綜觀已知互動電視的屏幕接口，均是以傳統(tǒng)選單方式操作透過屏幕上的功能選單方能與節(jié)目進行互動，使用者必須經(jīng)由一段時間的學(xué)習(xí)，才能熟悉選單內(nèi)容及選項位置，無法作直覺式選取，使用上極為不便。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于已知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的主要目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，其結(jié)合感測、控制與無線傳輸?shù)恼霞夹g(shù)，可提高使用的方便性，減少占用空間，同時也能達成美觀的效果。
本發(fā)明的次要目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，其是以慣性感測模塊感測人體指向行為以控制坐標(biāo)移動，坐標(biāo)輸入方式直接、快速。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，以直覺選取的方式操作，易學(xué)易用，可直接點選對象與畫面進行互動。
本發(fā)明的又一目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，結(jié)合計算機鼠標(biāo)按鍵及文字輸入按鍵，以提供點選及文字輸入功能。
本發(fā)明的再一目的在于提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，適用于各種形式的顯示器。
為達到上述目的，本發(fā)明提出一種交互式設(shè)備的輸入裝置，其包含有一慣性感測模塊，用以偵測使用者的肢體動作并可產(chǎn)生訊號；一組按鍵裝置，用以點選及產(chǎn)生按鍵訊號；一控制單元，用以擷取該慣性感測模塊偵測到的訊號及按鍵裝置所產(chǎn)生的按鍵訊號，并將訊號處理單元產(chǎn)生的控制訊號傳至無線傳輸模塊；一訊號處理單元，用以接收與處理控制單元所產(chǎn)生的控制訊號，并產(chǎn)生交互式設(shè)備可接收的訊號再將訊號傳回控制單元；一無線傳輸模塊，用以將控制單元接收的由訊號處理單元回傳的訊號并傳送至交互式設(shè)備上。
較佳地，該控制單元可與訊號處理單元整合為同一單元或芯片化。
較佳地，該慣性感測模塊具有一用以感測空間旋轉(zhuǎn)的加速度計。
較佳地，該加速度計感測肢體運動變化時，是利用差分法計算出角加速度并積分成角速度。
較佳地，該訊號處理單元是藉由差分或積分方式將控制單元傳送而至的訊號換算成交互式設(shè)備可接受的訊號后，再將訊號回傳控制單元。
較佳地，該交互式設(shè)備可接收的訊號為坐標(biāo)訊號。
較佳地，該交互式設(shè)備可接收的訊號為按鍵觸發(fā)訊號。
較佳地，該輸入裝置更包含一殼體，該按鍵裝置設(shè)置于該殼體上，可由該殼體外部操控該按鍵裝置。
較佳地，該按鍵裝置可為按鍵形式、滾輪形式或游戲桿形式。
較佳地，該按鍵裝置可為結(jié)合鼠標(biāo)三鍵、手機式的文字整合按鍵或遙控電視的其它功能的按鍵，并搭配相關(guān)的控制軟件、電路或訊號處理單元。
較佳地，該交互式設(shè)備可為交互式電視、交互式計算機、交互式電視及計算機整合系統(tǒng)、游戲機、或是其它多媒體互動設(shè)備。
較佳地，該顯示裝置可為計算機屏幕、電視機或投影裝置的顯示器綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點一、本發(fā)明所提出的交互式設(shè)備的輸入裝置，結(jié)合計算機鼠標(biāo)按鍵及文字輸入按鍵，使用者不需要鍵盤、鼠標(biāo)等其它額外輸入裝置，便可以在畫面上選取對象或是進行特定互動應(yīng)用功能，可提高使用的方便性，減少占用空間，同時也能達成美觀的效果。
二、提供一種創(chuàng)新的操作模式，以直覺方式令使用者直接透過指向行為動作以達到控制坐標(biāo)的目的，再輔以按鍵的整合，使得與多媒體對象的互動更加簡易。
三、本裝置以直覺方式操作，使用者不必透過學(xué)習(xí)便可以輕易地使用此輸入裝置進行互動應(yīng)用功能。
四、本發(fā)明所提出的交互式設(shè)備的輸入裝置，在使用交互式設(shè)備(如互動電視、計算機)時，透過加速度感測與演算機制計算使用者手部移動的加速度與動作狀態(tài)，與畫面上的對象產(chǎn)生實時性互動，讓使用者感受到良好的操作感。
為對于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)目的和功效有更進一步的了解與認同，茲配合附圖詳細說明如后。
圖1為本發(fā)明搭配交互式設(shè)備的架構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的組成方塊圖；圖3為本發(fā)明的慣性感測模塊的較佳實施架構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的慣性感測模塊的角速度方向示意圖。
附圖標(biāo)號如下10-交互式設(shè)備；11-設(shè)備主機；12-顯示裝置；20-輸入裝置；21-慣性感測模塊 22-按鍵裝置；23-控制單元；24-訊號處理單元；25-無線傳輸模塊；26-殼體；X1、X2、Y-加速度計。
具體實施方式請參閱圖1所示，本發(fā)明提供的一種交互式設(shè)備10的輸入裝置20，該交互式設(shè)備10包括一設(shè)備主機11及顯示裝置12，該設(shè)備主機11可為交互式電視、交互式計算機、交互式電視及計算機整合系統(tǒng)、游戲機、或是其它多媒體互動設(shè)備，該顯示裝置12可為計算機屏幕、電視機或投影裝置的顯示器，并可為掃描式、液晶顯示或投影式等任何形式的顯示器。
請同時參閱圖1及圖2，該輸入裝置20主要包含有一慣性感測模塊21、一組按鍵裝置22、一控制單元23、一訊號處理單元24及一無線傳輸模塊25，前述組件設(shè)置于一如遙控器外型的殼體26中；該慣性感測模塊21用以偵測使用者的肢體動作并可產(chǎn)生訊號；該組按鍵裝置22用以點選及產(chǎn)生按鍵訊號；該控制單元23用以擷取該慣性感測模塊21偵測到的訊號及按鍵裝置22所產(chǎn)生的按鍵訊號，并產(chǎn)生相對應(yīng)的控制訊號；該訊號處理單元24用以接收與處理控制單元23所產(chǎn)生的控制訊號，并產(chǎn)生交互式設(shè)備10可接收的訊號，再將訊號傳回控制單元23；該無線傳輸模塊25用以將控制單元23接收的由訊號處理單元24回傳的訊號并傳送至交互式設(shè)備10并可顯示于顯示裝置12上，前述該控制單元23可與訊號處理單元24整合為同一單元或芯片化，使縮減占用空間及體積，可使整體裝置更加小型化；藉由上述構(gòu)件，可歸納出本發(fā)明提供的輸入裝置20各構(gòu)件的作動方式為該慣性感測模塊21偵測到的訊號及按鍵裝置22所產(chǎn)生的按鍵訊號經(jīng)由控制單元23擷取后傳給訊號處理單元24，訊號處理單元24將電信訊號以差分或積分換算成交互式設(shè)備10可接受的坐標(biāo)或按鍵觸發(fā)訊號后，再經(jīng)由控制單元23傳給無線傳輸模塊25，最后藉由無線傳輸模塊25傳給交互式設(shè)備10。
關(guān)于該慣性感測模塊21的架構(gòu)及其偵測使用者肢體動作并產(chǎn)生肢體訊號的方式簡述如后，以人體實際操作輸入設(shè)備的動作為例，為一種綜合水平(X軸)、垂直(Y軸)、深度(Z軸)的三度空間運動，因此，如圖3及圖4所示，該慣性感測模塊21可包含用以偵測水平移動的兩個X軸加速度計X1、X2，以及偵測垂直移動的的Y軸加速度計Y，當(dāng)肢體運動時，可利用加速度計X1、X2感測到的加速度ax1、ax2經(jīng)由差分運算并積分成角速度ωz，利用加速度計Y感測到的加速度ay經(jīng)由差分運算并積分成角速度ωx，如此即可準(zhǔn)確感測使用者移動所產(chǎn)生的肢體動作。
另必須說明的是，圖1所示該輸入裝置20設(shè)置于一遙控器外型的殼體26內(nèi)，該組按鍵裝置22則設(shè)置于該殼體26上，可由該殼體26外部操控該按鍵裝置22，此種設(shè)置方式較符合控制交互式電視的習(xí)慣模式，然由于本發(fā)明所適用的交互式設(shè)備亦可為交互式計算機、交互式電視及計算機整合系統(tǒng)、游戲機、或是其它多媒體互動設(shè)備，因此，可改變該按鍵裝置22的功能及外型，使搭配相關(guān)的交互式設(shè)備，例如該按鍵裝置22可為結(jié)合鼠標(biāo)三鍵、手機式的文字整合按鍵或遙控電視的其它功能按鍵，再搭配相關(guān)的控制軟件、電路或訊號處理單元，而該按鍵裝置22的外型可為按鍵形式、滾輪形式或游戲桿形式，此類相關(guān)已知技術(shù)在此不予贅述。
以上所述，僅為本發(fā)明的最佳實施例而已，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明的實施范圍。即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求
所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)，謹請貴審查委員明鑒，并祈惠準(zhǔn)，是所至禱。
權(quán)利要求
1.一種交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該輸入裝置包含有一慣性感測模塊，用以偵測使用者的肢體動作并可產(chǎn)生訊號；一組按鍵裝置，用以點選及產(chǎn)生按鍵訊號；一控制單元，用以擷取該慣性感測模塊偵測到的訊號及按鍵裝置所產(chǎn)生的按鍵訊號，并將訊號處理單元產(chǎn)生的控制訊號傳至無線傳輸模塊；一訊號處理單元，用以接收與處理控制單元所產(chǎn)生的訊號，并產(chǎn)生交互式設(shè)備可接收的訊號，再將訊號傳回控制單元；以及一無線傳輸模塊，用以將控制單元接收的由訊號處理單元回傳的訊號并傳送至交互式設(shè)備。
2.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該控制單元可與訊號處理單元整合為同一單元或芯片化。
3.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該慣性感測模塊具有一用以感測空間旋轉(zhuǎn)的加速度計。
4.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該輸入裝置更包含一殼體，該按鍵裝置設(shè)置于該殼體上，可由該殼體外部操控該按鍵裝置。
5.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該按鍵裝置可為按鍵形式。
6.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該按鍵裝置可為滾輪形式。
7.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該按鍵裝置可為游戲桿形式。
8.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該按鍵裝置可為結(jié)合鼠標(biāo)三鍵、手機式的文字整合按鍵或遙控電視的其它功能的按鍵，并搭配相關(guān)的控制軟件、電路或訊號處理單元。
9.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機，該設(shè)備主機可為交互式電視。
10.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機，該設(shè)備主機可為交互式計算機。
11.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機，該設(shè)備主機可為交互式電視及計算機整合系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機，該設(shè)備主機可為游戲機。
13.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一設(shè)備主機，該設(shè)備主機可為多媒體互動設(shè)備。
14.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一顯示裝置，該顯示裝置可為計算機屏幕。
15.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一顯示裝置，該顯示裝置可為電視機。
16.如權(quán)利要求
1所述的交互式設(shè)備的輸入裝置，其特征在于，該交互式設(shè)備包含一顯示裝置，該顯示裝置可為投影裝置的顯示器。
專利摘要
一種交互式設(shè)備的輸入裝置，包含有一慣性感測模塊、一組具有多功能的按鍵裝置、一控制單元、一訊號處理單元及一無線傳輸模塊，該慣性感測模塊用以偵測使用者的肢體動作并可產(chǎn)生訊號，該組按鍵裝置用以點選及產(chǎn)生按鍵訊號，該控制單元用以擷取該慣性感測模塊偵測到的訊號及按鍵裝置所產(chǎn)生的按鍵訊號，并產(chǎn)生相對應(yīng)的控制訊號，該訊號處理單元用以接收與處理控制單元所產(chǎn)生的控制訊號，并產(chǎn)生交互式設(shè)備可接收的訊號再將訊號傳回控制單元，該無線傳輸模塊用以將控制單元接收的由訊號處理單元回傳的訊號并傳送至交互式設(shè)備上。
文檔編號H04N5/445GK1991697SQ200510132851
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日
發(fā)明者張祥杰, 蔡明杰, 陳其亮, 劉順男 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan